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本文以淄博矿业集团有限责任公司许厂煤矿“副井直流提升机数字化改造”项目为背景。针对提升机的高可靠性要求,基于容错理论和安全设计方法,提出一种基于双PLC的提升机容错控制系统。将双PLC从功能上化分为:行程监控PLC和操作保护PLC。 (1)操作保护PLC的主要功能是: 1)控制液压制动系统松闸或抱闸; 2)执行操作程序,生成开车信号和方向; 3)实现各种故障保护及闭锁。 行程监控PLC的主要功能是:将部分操作信号、部分保护信号以及设定的一些行程参数与轴编码器信号结合起来进行逻辑运算处理,自动产生提升机所需的速度给定信号(即运行曲线),为了尽量减少起动、制动过程中的机械冲击,提高提升机控制精度,速度给定信号的加速、减速段为“S”型曲线,减速段行程通过PLC实际运算来调节减速度以保证其为一固定值,从而保证了停车点不变和停车点的精度。此外行程监控PLC还将轴编码器信号经软件计算后处理成罐笼在井筒中的位置和在线速度,送到操作台监视器显示,此外还产生包络曲线对提升机的的速度进行连续监视。这种以软件处理为主的行程跟踪方法在灵活性、可靠性及精度等方面都很高,只要选择分辨率较高的轴编码器,就可保证定位精度<2cm,因打滑及钢绳伸长等行程误差,可通过井筒同步开关加以校正。 两台PLC既相互独立,又能相互监视,对某些保护(如过卷、超速、钢绳打滑等)还能相互备用,这样大大提高了行程监控器的可靠性。 (2)在PLC软件中引入多样化原则,研究容错算法。 (3)研究PLC冗余输入信号的一致性监视策略。 (4)研究PLC冗余输出指令与返回信号的一致性监视策略。 本文研究的内容在已经许厂矿副井直流提升机PLC操作保护系统中得到应用,经过一年多时间的运行,该系统完全达到了提升机实际工艺流程控制保护的要求,实现了双PLC各自独立工作而又相互配合监视的目的。